Linear Micropolar Elasticity Analysis of Stresses in Bones under Static Loads

Abstract

We discuss the finite element modeling of porous materials such as bones using the linear micropolar elasticity. In order to solve static boundary-value problems, we developed new finite elements, which capture the micropolar behavior of the material. Developed elements were implemented in the commercial software ABAQUS. The modeling of a femur bone with and without implant under various stages of healing is discussed in details.Рассматривается моделирование таких пористых материалов, как кость, методом конечных элементов с помощью линейной микрополярной теории упругости. Для решения статических краевых задач разработаны новые конечные элементы, которые воспринимают микрополярное поведение этого материала. Разработанные элементы были реализованы в коммерческом программном комплексе ABAQUS. Рассматривается моделирование бедренной кости с имплантатом и без него на различных стадиях заживления